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천연식물자원으로부터 Acetylcholine esterase 저해 활성 탐색 및 인지기능에 미치는 영향

Screeening of Natural Plant Resources with Acetylcholine esterase inhibitory activity and Effect on Scopolamine-induced Memory Impairment

최장원|주한승|원무호
농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)|2011|농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)|제45권 제6호|pp. 213-226

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Cognitive functionEssential oil식물추출물InhibitorPlant extractAcetylcholine esterase인지 기능 개선에센살오일저해제

초록

아세틸콜린 분해효소(acetylcholine esterase, AChE) 억제제는 아세틸콜린 함량을 높여 콜린성 neuron을 활성화함으로써 기억 능력의 개선 및 치매 개선을 가져와 현재 다양한 AChE 억제제들이 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 AChE에 대한 억제 활성을 갖는 천연물을 다양한 식물추출물 및 에센스오일로부터 탐색하였으며, 탐색한 추출물의 scopolamine으로 기억손상을 유발한 쥐의 기억력 개선 활성을 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizil과 비교 분석하였다. 그 결과 자몽(Citrus paradisi) 유래의 에센스 오일이 AChE 억제 활성이 가장 높아 20 ug/ml의 농도로 처리하였을 때 90% 이상의 효소 억제 활성을 나타내었다. 수동회피 실험 결과, 자몽 유래의 에센스오일(100 mg/kg, p.o.)을 투여한 쥐는 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizile (0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 또한, 수중미로 시험 결과, 자몽 유래 에센스오일(100 mg/Kg, p.o.)을 투여한 쥐는 donepizile(0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 이상의 결과로부터 자몽 유래 에센스오일은 매우 효과적으로 기억력을 개선하여 인지기능을 개선해 줄 수 있는 안전하고 효과적인 후보물질이라고 사료된다.

Abstract

This study was performed to investigate the effect of essential oils and ethanolic extracts of approximately 650 plant species on acetylcholine esterase (AChE) enzyme activity using Ellman's colorimetric method in 96-well microplates. The results showed that the ethanolic extracts from twig of Sophora subprostrata, twig of Phellodendron amurense, seed of Corylopsis coreana, and essential oil (EO) from Citrus paradisi, Cupressus sempervirens, Ocimum basilicum, Pinus sylvestris and Rosmarinus officinalis inhibited more than 80% of AChE activity. Among these, EO from Pinus sylvestris, C. sempervirens and C paradisi exhibited higher values of AChE inhibitory activity, which were 75, 84 and 99% at a concentration of 50 ug/ml, respectively. Finally, EO from C paradisi (grapefruit, GEO) showed the highest inhibitory activity towards AChE, which showed 91% of inhibition at a concentration of 20 ug/ml. We also examined the anti-dementia effects of GEO in mouse by passive avoidance test and Morris water maze test. The model mouse (male, ICR) of dementia (negative control) was induced by administration of scopolamine (1 mg/kg body weight). The latency time of sample group administrated with GEO (100 mg/kg, p.o.) increased significantly as compared with negative control on passive avoidance test. There were significant recovery from the scopolamine-induced deficits on learning and memory in water maze test through daily administrations with GEO (100 mg/kg, p.o.). From these results, we conclude that GEO treatment might enhance the cognitive function, suggesting that the EO of C. paradis may be a potential candidate for improvement of perceptive ability and dementia.

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